제4차산업혁명 시대의 농업·농촌 대응전략 연구...

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A Study on the Response Strategies of Agriculture and Rural Areas in the Fourth Industrial Revolution (Year 1 of 2) 제4차산업혁명 시대의 농업·농촌 대응전략 연구 (1/2차년도) www.krei.re.kr 김연중 ㅣ 강창용 ㅣ 이명기 ㅣ 박지연 박영구 ㅣ 추성민 R 862 l 2018. 12. l 경제·인문사회연구회 협동연구 총서 18-52-01

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  • R862

    제4차산업혁명

    시대의

    농업·

    농촌

    대응전략

    연구 (

    1/2차년도)

    협동연구

    총서

    18|52|01

    www.krei.re.kr

    제4차산업혁명 시대의 농업·농촌 대응전략 연구 (1/2차년도)

    A Study on the Response Strategies of Agriculture and Rural Areas in the Fourth Industrial Revolution (Year 1 of 2)

    +

    | 연구책임자 |

    김연중 [email protected] 한국농촌경제연구원 선임연구위원

    전북대학교 농업경제학 박사

    | 연구참여자 |

    강창용 [email protected] 한국농촌경제연구원 명예선임연구위원

    전북대학교 경제학 박사

    이명기 [email protected] 한국농촌경제연구원 연구위원

    오하이오주립대학교 농업경제학 박사

    박지연 [email protected] 한국농촌경제연구원 부연구위원

    텍사스A&M대학교 농업경제학 박사

    박영구 [email protected] 한국농촌경제연구원 전문연구원

    단국대학교 경제학 석사

    추성민 [email protected] 한국농촌경제연구원 연구원

    서울대학교 농경제사회학 석사

    A Study on the Response Strategies of Agriculture and Rural Areas in the Fourth Industrial Revolution (Year 1 of 2)

    제4차산업혁명 시대의 농업·농촌 대응전략 연구

    (1/2차년도)

    www.krei.re.kr

    김연중 ㅣ 강창용 ㅣ 이명기 ㅣ 박지연 박영구 ㅣ 추성민

    R 862 l 2018. 12. l

    경제·인문사회연구회협동연구 총서 18-52-01

    2018년 한국농촌경제연구원 기본연구보고서

    R839 국가 푸드플랜 수립 방안 연구

    R840 기후변화에 따른 산림병해충 영향과 대응과제

    R841 농식품 기업의 수출 결정 요인 및 전략 분석

    R842 농식품 표시정보 현황 및 활용도 제고 방안

    R843 농업분야 부가가치세 제도 발전 방향과 과제

    R844 농업의 다원적 기능 확충 방향과 과제

    R845 농업환경자원 관리 정보체계 구축 기초연구

    R846 농지의 체계적 관리를 위한 농업진흥지역 지정·운영 개선 방안

    R847 농촌 노인의 문해력 제고 방안

    R848 농촌 정주환경 개선을 위한 사회적 혁신정책 추진 방안

    R849 농촌지역 사회적경제 발전을 위한 정책과제

    R850 비즈니스 시스템 구축을 통한 농촌기업 활성화 방안

    R851 산촌경제 활성화를 위한 국·공유림 활용 방안

    R852 소비 변화에 대응한 식량정책 개선 방안

    R853 여성농업인의 영농활동 실태와 정책과제

    R854 원예농산물 통합마케팅조직 운영 실태와 활성화 방안

    R855 주요 채소류의 수급환경 변화와 대응 방안

    R856 중소 식품업체의 안정적 성장을 위한 정책과제

    R857 농림업 분야 중점협력국별 국제개발협력 전략 수립

    R858 농업·농촌정책 고도화를 위한 정보지원체계 구축 방안 (1/5차년도)

    R859 농촌의 사회통합 실태와 정책 개선방안(2/2차년도) - 다문화가족과 귀농·귀촌인 대상 심층연구

    R860 미래 국토 전망과 농촌의 계획적 정비방안 연구 (2/3차년도)

    R861 신기후체제에 따른 농축산식품부문 영향과 대응전략 (2/2차년도)

    R862 제4차산업혁명 시대의 농업·농촌 대응전략 연구 (1/2차년도)

    R863 지방분권을 위한 농정 추진 체제 개편 방안(1/3차년도)

    R864 축산업의 사회적 책임 이행 실태와 정책과제(1/2차년도)

    R865 한국 농어촌 마을의 변화 실태와 중장기 발전 방향 (4/5차년도)

    R866 북한의 농림축산물 교역 동향 분석과 향후 전망 전라남도 나주시 빛가람로 601T. 1833-5500 F. 061) 820-2211

  • 경제·인문사회연구회 협동연구 총서

    “제4차산업혁명 시대의 농업·농촌

    대응전략 연구(1/2차년도)”

    1. 협동연구 총서 시리즈

    협동연구 총서

    일련번호연구보고서명 연구기관

    18-52-01제4차산업혁명 시대의 농업·농촌 대응전략

    연구(1/2차년도)한국농촌경제연구원

    18-52-02

    농업·농촌 분야 4차 산업혁명 혁신정책

    추진 동향과 시사점

    -농기계(무인·자율) 분야를 중심으로

    과학기술정책연구원

    18-52-034차산업혁명 시대 농업의 미래 전망 전문가

    세미나한국농촌경제연구원

    2. 참여연구진

    연구기관 연구책임자 참여연구진

    주관연구기관 한국농촌경제연구원김연중 선임연구위원

    (총괄책임자)

    강창용 명예선임연구위원

    이명기 연구위원

    박지연 부연구위원

    박영구 전문연구원

    추성민 연구원

    협력연구기관 과학기술정책연구원 이주량 연구위원

    임영훈 부연구위원

    박동배 연구위원

    김승현 연구위원

    추수진 연구원

    심성철 연구원

    최지영 행정원

  • 연구 담당

    김연중︱선임연구위원︱제1, 3, 6장, 연구 총괄강창용︱명예선임연구위원︱제6장 집필이명기︱연구위원︱제2, 5, 6장 집필박지연︱부연구위원︱제4장 집필박영구︱전문연구원︱자료수집 및 분석추성민︱연구원︱자료수집 및 분석

    연구보고 R862

    제4차산업혁명 시대의 농업·농촌 대응전략 연구(1/2차년도)

    등 록︱제6-0007호(1979. 5. 25.)발 행︱2018. 12.발행인︱김창길발행처︱한국농촌경제연구원

    우) 58217 전라남도 나주시 빛가람로 601

    대표전화 1833-5500

    인쇄처︱(주)한디자인코퍼레이션I S BN︱979-11-6149-250-6 93520∙ 이 책에 실린 내용은 출처를 명시하면 자유롭게 인용할 수 있습니다. 무단 전재하거나 복사하면 법에 저촉됩니다.

  • i

    머 리 말

    4차산업혁명은 디지털 혁명을 기반으로 21세기 시작과 동시에 출현하였

    다. 세계경제포럼 연차총회(2016. 1.)의 핵심주제는 “4차산업혁명의 이해”

    였으며 글로벌 위기의 극복 대안으로 대두되고 있다.

    세계 각국에서도 4차산업혁명 기술을 산업에 적용하여 현재의 고질적

    문제를 해결하고자 노력하고 있다. 우리나라도 이에 대응하기 위해 ‘지능

    정보사회 중장기 종합대책’을 세우고 범부처 컨트롤타워인 ‘4차산업혁명

    전략위원회’를 구성·운영하고 있다.

    농업부문도 4차산업혁명 기술을 농업현장에 적용하여 그동안 지속적으

    로 제기되어 왔던 농업의 현안 문제 해결과 더 나아가 바람직한 미래농업

    을 위해 어떻게 적용할 것인가에 관심을 가지고 있다.

    4차산업혁명의 핵심기술은 IoT와 각종센서를 이용하여 데이터를 수집한

    뒤, 수집된 데이터를 인공지능(AI), 딥러닝, 머신러닝, 시멘틱 기술로 분석

    하여 클라우드 컴퓨팅에 올려놓는 것으로, 이를 응용한 기술이 농업과 연

    계되었을 경우 농업은 한 단계 도약할 수 있다.

    농업현장에서 농업인이 직접 이용할 수 있는 응용기술은 H/W(자율주행

    농기계, 드론, 로봇 등)와 S/W(환경, 시설, 생육, 출하, 입출고, 수발주, 물

    류, 소비트랜드, 경영성과, 의사결정)이다. 이를 이용하여 우리농업의 현안

    문제인 노동력 부족, 고령화, 식량자급률 저하, 기후변화에 의한 농작물 재

    배여건 악화, 농가소득 정체, 도·농 양극화 등의 문제를 해결해야 한다.

    이러한 차원에서 이 연구는 농업현장에 직접 적용될 수 있는 응용기술을

    이용하는 농가, 기술 개발·보급하는 업체, 정책담당자, 연구자 등의 역할이

    명확하게 설정되고 실행될 수 있게 하여 4차산업혁명 시대 우리 농업이 도

    약할 수 있는 전략이 수립되는 데 기여했으면 한다.

    2018. 12.

    한국농촌경제연구원장 김 창 길

  • iii

    요 약

    연구 배경

    ○ 4차산업혁명은 디지털혁명을 기반으로 21세기 시작과 동시에 출현하였

    음. 제46차 세계경제포럼 연차총회(2016. 1.)의 핵심주제는 “4차산업혁

    명의 이해”였으며 글로벌 위기의 극복 대안으로 대두되었음.

    ○ 우리나라는 성장활력 제고와 미래 대비를 위해 “산업혁신”과 “사회문

    제 해결”을 동시에 달성하고자 혁신성장을 위한 사람 중심의 4차산업혁명 대응계획을 발표하였음(2017. 11. 30.). 정부 각 부처와 4차산업혁명위원회는 4차산업혁명과 관련하여 국민이 체감할 수 있는 성과와

    새로운 변화를 창출하기 위해 협의를 통해 산업혁신과 사회적 문제 해

    결 방안을 제시하고 있음.

    ○ 노동력 부족, 수급불안, 가축질병, 식품 안전성 등의 농업분야 문제를

    해결하고 미래성장산업으로 육성하고자 4차산업혁명 응용 기술인

    H/W(자율주행농기계, 로봇, 드론)와 S/W(환경제어, 병해충예찰, 농식품

    거래 플랫폼, 화상정보) 개발 및 보급이 필요함.

    연구 방법

    ○ 기존 문헌, 정책자료, 선행연구, 미래관련 예측보고서 등의 자료를 수

    집·분석하여 우리농업의 미래 이슈를 발굴하였음.

    ○ 전문가 조사는 4차산업혁명과 관련된다고 생각되는 분야(IoT, AI, 로봇,

    빅데이터, 식품, R&D, 정책)의 52명을 대상으로 미래 이슈에 대한 중

    요성, 적용기술의 실현 가능기간 등 조사하여 IPA분석을 실시하였음.

  • iv

    ○ 소비자 조사는 201명을 대상으로 구매패턴 변화, 스마트 상점에 대한

    인식도, 웹사이트 이용 현황, 향후 S/W(웹, 애플리케이션 등) 활용의향

    등을 조사·분석하여 S/W 개발 보급방향을 제시함.

    ○ 일본, 중국, 네덜란드 출장을 통해 현재 각국의 스마트팜 운영실태, 기

    술수준 및 기술개발방향·정책 등을 파악하고 시사점을 도출하였음.

    ○ 과학기술정책연구원과의 협동연구에서는 4차산업혁명 시대 농업의 혁

    신성장을 위한 농기계 분야(무인·자율)에 주목하여 농업 혁신성장의 가

    능성을 진단하고, 중점 대응 이슈를 중심으로 정책 대안을 제시하였음.

    한국농업의 과제

    ○ 한국 농업의 과제와 관련된 미래 이슈를 발굴하고 이를 해결하기 위한

    4차산업혁명 적용 수단(H/W, S/W)의 보급실태 및 성과, 기술수준 및

    개발방향을 분석하여 보급 확대의 문제점과 개선방향을 제시함.

    ○ 우리농업의 해결 과제는 고령화 및 농업노동력 부족, 경지면적의 지속

    적 감소, 곡물자급률 하락, 도·농간 소득격차 심화, 기후변화로 인한 재

    배여건 악화, 농약, 제초제, 살충제 등으로 인한 환경오염과 식품안전성

    문제 등임.

    4차산업혁명 시대 우리농업의 미래 이슈

    ○ 농업의 문제점을 해결하기 위한 미래 이슈를 크게 네 가지로 분류하였

    음. 첫째, 농업 생산성 및 생산량 증대임. 세부적으로 보면 노동력 절감

    농업으로의 전환, 식량 안보(가용성, 접근성, 안전성) 중요성 증대, 농산

    물 수급 예측 고도화로 가격 안정, 복합 환경 자동 제어를 통한 생산성

    향상, 원격 전문가 지원 기능으로 경영 효율성을 증대시켜야 함.

  • v

    ○ 둘째, 기후 변화 대응, 지속가능 농업으로 전환되어야 함. 세부적으로

    보면 자원(비료, 농약, 농수, 농지 등)의 최적 이용으로 비용 절감, 자원

    고갈 대응, 재해 예방 및 기후변화에 대응한 농산물 생산 가능, 새로운

    기후에 적합한 신품종 도입, 온실가스 감축 등이 이루어져야 함.

    ○ 셋째, 농업에서 신가치를 창출하는 방향으로 가야함. 세부적으로 보면

    온라인-오프라인을 융합한 유통관련 새로운 플랫폼의 등장으로 인한

    기존 농업의 효율성 제고 및 신시장 창출, 농산물 화상거래(경매) 시스

    템으로의 전환, 네트워크를 통한 농산물 소비자 맞춤 정보 제공 방식

    (on-demand) 적용, 건강-식품 연계 비즈니스 성장, 개인 맞춤형 농식품

    소비 확대, 식품의 안전성(이력제, 원산지 등) 확보 등으로 농업의 신가

    치 창출이 필요함.

    ○ 넷째, 농업의 범위 확대임. 세부적으로 보면 농업에서의 생명공학과 연

    계한 미생물 처리기술 적용 확대, 농축산물의 유전공학 기술 적용 확대

    (GMO, LMO 등), 바이오 생물학 적용을 통한 신약 개발 및 에너지 생

    산, 합성생물학을 이용한 인공 배양육 생산 등으로 농업의 영역은 단지

    1차 생산물에만 국한되지 않고 확대되어야 함.

    적용수단(H/W)의 성과, 보급확대의 문제점과 개선방향

    ○ 우리농업의 네 가지 미래 이슈와 관련하여 4차산업혁명 기술 적용수단

    (H/W와 S/W)의 실태, 성과, 기술수준 및 기술 개발방향, 정책방향 등을

    제시함.

    ○ 4차산업혁명 기술을 농업에 적용하게 할 수단으로써 H/W(무인·자율농

    기계, 드론, 로봇 등)의 개발 및 보급이 필요함.

    ○ 무인·자율 농기계의 기술수준은 자동조향(Level1) 단계에 머물러 있으

  • vi

    며 최고기술 보유국과의 기술격차는 최소 5년 이상 나는 것으로 추정

    됨. 자율주행 트랙터를 수도작에 이용할 경우 생산비를 관행농법과 비

    교해서 30%가량 감소시킬 수 있음. 제초작업을 무인화로 전환하면 10a

    당 1시간이 소요되고, 인력으로는 16시간이 소요되어 획기적으로 노동

    시간을 절감할 수 있음. 자율주행 농기계의 효율성을 높이기 위해서는

    농지기반 정비, 특히 밭농업의 경우 파종 및 정식 시기부터 기계화가

    가능하도록 농업기반 조성 및 재식거리의 표준화, 그리고 무인·자율주

    행 농기계 부품의 표준화가 이루어져야 함.

    ○ 드론은 주로 파종 및 방제(액체, 알비료, 균제, 과수 연막방식) 등에 사

    용되고 있으며, 대상작물은 수도작, 노지작물, 시설원예, 과수 등으로

    다양한 작물에 사용되고 있음. 드론의 핵심기술은 제어시스템인데 현재

    중국 기술을 이용하고 있어 제어시스템(S/W) 개발이 필요함. 농용 드론

    의 가장 큰 성과는 농약 사용량 및 농작업 시간의 절감임. 드론이 최대

    로 효율성을 갖기 위해서는 농업기반 정비가 필요함. 이를 통해 사용자

    의 논·밭 이외의 다른 재배지에 다른 종자가 파종되거나 약제가 비산되

    어 살포되는 일이 없도록 해야 함.

    적용수단(S/W)의 성과, 보급확대의 문제점과 개선방향

    ○ 4차산업혁명 기술을 농업에 적용하게 할 수단으로써 생산·유통·소비분

    야의 각종 환경제어, 농식품 거래 플랫폼, 웹, 애플리케이션, 이미지 정

    보시스템 등, S/W의 개발과 보급이 필요함.

    ○ 생산분야 융복합 환경제어 S/W는 작물생육에 좋은 환경을 지속적으로

    제공하여 생산성 향상, 품질 향상이 이루어지고, 병충해가 발생하지 않

    는 환경을 유지하도록 하며, 자동제어로 노동력이 절감되는 효과 등이

    있음. 생산분야 S/W 활용도를 높이려고 농가 데이터를 수집하고 있으

    나, 아직은 농가 데이터가 매우 제한적으로 수집되고 있으며, 수집된

  • vii

    데이터도 본격적으로 분석·가공하고 있지 않음. 생산분야 S/W 기술이

    개발·보급·확대되기 위해서는 데이터 표준화뿐만 아니라 온실설계에서

    부터 시공, 내부설비, 관제까지 농업 생산시설의 표준화도 필요함.

    ○ 유통분야 S/W 개발 보급은 농식품 소비패턴 변화에 영향이 클 것으로

    전망됨. 5년 전 가공식품의 온라인 구매 비율은 28.3%였으나, 최근에

    3.6% 증가한 31.9%로 나타나 향후 온라인 구매가 늘어날 것으로 전망

    됨. 대부분의 온라인 구매가 핸드폰과 컴퓨터를 이용해 이루어지고 있

    으며, 그중에서도 핸드폰 이용 비중이 매우 높은 것으로 나타나 향후 4

    차산업혁명 기술 적용 수단인, 구매 애플리케이션, 웹사이트 등에 이용

    되는 S/W 개발·보급이 필요함.

    ○ 소비분야 온라인 농식품 구매 시 주로 가격과 규격 정보를 제공하고 있

    으나, 이외에 화상(이미지) 정보의 필요성을 강조하고 있음. 한편 건강

    과 식품의 연계, 개인 맞춤형 농식품으로 서비스가 전환되는 데는 시간

    이 걸릴 것으로 보임. 이는 본인의 개인정보 유출 가능성 등으로 개인

    정보 제공에 부정적인 입장을 가지고 있기 때문임. 4차산업혁명 기술을

    이용하여 소비자의 개인정보보호 및 암호화 기술 개발·보급이 필요함.

    4차산업혁명 시대의 농업 대응전략

    ○ 4차산업혁명 시대의 우리농업의 비전은 산업 간 융복합과 민간 혁신역량

    강화를 통한 새로운 부가가치 창출 및 농업의 지속적 성장으로 세웠음.

    ○ 추진전략은 핵심기술 경쟁력을 갖춘 농산업벤처와 스타트업 활성화임.

    이를 위해서는 농업부문 벤처캐피탈 등 전문투자기업을 육성하고 기술

    거래와 기업 간 인수합병을 활성화해야 함. 또한, 신기술의 공공사업

    수요를 창출하고, 신기술을 적용한 테스트베드 산업을 유치할 필요가

    있음. 빅데이터와 클라우드 시범사업의 성과를 농업부문에 신속히 적용

  • viii

    하고 기업들이 응용할 수 있는 플랫폼이 구축되어야 함. 4차산업혁명

    관련 장비-S/W-재료 등 3D 프린팅 관련 중소 농기업 간 협력모델 발

    굴, 공공수요 창출을 통한 관련 산업 진흥 촉진이 필요함.

    ○ 농업부문에 활용성과 신뢰성이 높은 데이터 공유 플랫폼의 구축이 필

    요함. 국가차원의 빅데이터 보유기관 간 연계를 강화할 필요가 있음.

    미국의 경우 수많은 스타트업 회사들이 날씨, 종자, 토양 데이터 등을

    분석해 농업 생산성을 제고하며, 비용 절감, 수확기 결정 등에 관한 다

    양한 서비스를 제공함. 스마트팜 혁신밸리와 같은 비즈니스 허브를 조

    성하여 사용자 수요에 맞는 충분한 분석 능력을 갖춘 연구 시설 장비를

    구축하고, 시설원예 사물인터넷 및 빅데이터 연구 결과를 주변농가가

    활용할 수 있도록 확대할 필요가 있음. ICT 융복합을 통한 스마트농업

    실현을 위해서는 무엇보다 유용하고 표준화된 데이터 구축이 필수적임.

    다시 말해 정보 수집 농가 및 품목 확대, 생산을 포함한 유통·소비의 정

    보 수집 항목 확대, 기관 빅데이터 정보공동연계 플랫폼 구축 등이 필

    요함.

    ○ 농업환경과 기술변화에 대응하는 법·제도·규제를 정비해야 함. 농기계

    산업의 경우 무인농기계 허가가 핵심 과제임. 농가의 데이터 수집, 공

    유 및 활용 활성화 신규시장 조기 창출을 위해 개인정보보호법을 개정

    하고 규정을 정비해야 함. 사물인터넷 확산으로 생산되는 농가의 빅데

    이터 공개, 공유 범위와 방법 등에 관한 가이드라인을 설정하고 데이터

    신뢰성 및 안정성을 보장하는 전문 기관 및 규범 마련이 필요함.

    ○ 글로벌 경쟁력 확보가 가능한 스마트농업분야 R&D에 집중 투자해야

    함. 스마트농업과 관련 연구개발에 있어 관련 부처별 주요 연구분야와

    역할을 명확히 하고 체계적인 연구를 위한 협업체계 구축이 필요함. 농

    업부문 ICT 융복합 기자재 및 시설, 빅데이터 및 클라우드, 인공지능

    및 로봇 등을 실증할 수 있는 테스트 베드를 구축해야 함.

  • ix

    ○ 전문연구개발 인력을 포함하여 기술 활용 및 유통 인력 양성이 필요함.

    인력과 관련해서는 스마트농업 관련 전문연구개발 인력뿐만 아니라 기

    술 활용 인력과 기술 유통 인력의 양성이 필요함. 농업분야의 경우 생

    육과 환경 데이터를 연계하여 최적의 품목 맞춤형 S/W를 개발하는 전

    문 인력과 함께 빅데이터 분석 인력이 필요함. 한편, 정부는 스마트팜

    혁신밸리를 통해 2022년 600여명의 전문 인력을 양성할 계획임. 품목

    재배 교육뿐만 아니라, 빅데이터 분석, H/W·S/W 교육을 병행하고 실

    증단지 참여 기업의 실증 테스트에도 참여할 기회를 제공하여 다양한

    기술의 활용 역량을 키울 필요가 있음. 이를 통해 양성된 전문 인력들

    에게 창농뿐만 아니라 기술창업 등 여러 갈래의 취업의 길을 제공할 필

    요가 있음.

  • x

    ABSTRACT

    A Study on the Response Strategies of Agriculture and Rural Areas in the Fourth Industrial Revolution (Year 1 of 2)

    Research BackgroundThe Fourth Industrial Revolution emerged at the same time as the begin-

    ning of the 21st century, based on the digital revolution. The key theme of the 46th World Economic Forum Annual Meeting (January 1, 2016) was “Understanding the Fourth Industrial Revolution” and the Fourth Industrial Revolution was suggested as a measure to overcome the global crisis.

    Korea also announced the “the People-centered 4th Industrial Revolution Response Plan for Innovative Growth” (November 30, 2017) in order to achieve both “industrial innovation” and “social problem solving”. In coop-eration with the ministries of the government, the 4th Industrial Revolution Committee suggests solutions for industrial innovation and social problems.

    The agriculture sector is trying to solve the problems such as labor short-age, instability of supply and demand, livestock diseases and food safety. In order to overcome these problems, it is necessary to develop and apply 4th industrial revolution technology in forms of H/W (autonomous farming machine, robot, drone) and S/W (environmental control, pest inspections, agricultural product trading platform, image information).

    Research MethodThe research method includes collecting and analyzing literature, policy

    data, preliminary research, and forecast reports for the future to find out future issues of Korean agriculture.

    We surveyed 52 experts about the importance of future issues related to the fourth industrial revolution (IoT, AI, robotics, big data, food, R & D, policy) and the feasibility of applying technology. And IPA analysis was also conducted.

    The consumer survey was conducted to analyze the purchasing patterns of consumers, the perception of smart shops, the usage of websites, and the

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    willing-to-use future S/W (web, application, etc.).Through the business trips to Japan, China, and the Netherlands, we

    grasped the actual state of operation, technology level, technology develop-ment direction and policy of smart farms in each country and draw implications.

    In the collaborative research with STEPI, we focused on the field of (unmanned and autonomous) agricultural machinery for the innovation growth of agriculture in the 4th industrial revolution era, diagnosed the possibility of agricultural innovation growth and proposed policy alter-natives centering on key response issues.

    The Challenges of Korean AgricultureFirst, we identify the challenges of Korean agriculture. Based on the

    identified issues, we find the issues of agriculture in future. And to solve the issues, we try to suggest problems and a direction for improvement of the 4th Industrial Revolution application method (H/W, S/W).

    The challenges of agriculture are including aging, lack of agricultural la-bor force, steady decline in farmland area, decline in grain self-sufficiency, worsening of the income gap between rural and urban areas, worsening of cultivation due to climate change, environmental pollution caused by pesti-cides and herbicides, and food safety issues.

    The Future Issues of Agriculture in the 4th Industrial Revolution EraThe issues to solve the problems of agriculture in future are classified

    into four major categories: increasing productivity and production of agri-culture; responding to climate change and converting to sustainable agri-culture; creating new value in agriculture; and expanding agriculture.

    The first issue is increasing agricultural productivity and production. In detail, it is necessary to increase the efficiency of management by convert-ing to labor-saving agriculture, to increase importance of food security (availability, accessibility, safety), to stabilize prices by upgrading agricul-tural products supply forecasting, to improve productivity through auto-matic control of the complex environment.

    Second, responding to climate change, we need to change to sustainable agriculture. In detail, with the optimization of resource use (fertilizer, pesti-

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    cide, agricultural water, agricultural land, etc.), we can reduce costs, fight against the resource depletion, and prevent disasters. Moreover, to produce agricultural products under climate change, we need to introduce new vari-eties suitable for new climate.

    Third, we have to create new value in agriculture. It includes the in-troduction of a new distribution-related platform that combines online and offline which will lead to efficiency improvement and new market creation, the conversion to an agricultural video auction system, the method of pro-viding necessary information through the network by consumers’ needs, the health-food-related business growth, the personalized consumption of ag-ri-food products, and food safety (history, origin, etc.).

    Fourth, we should expand the scope of agriculture. With the application of microbial treatment technology in connection with biotechnology, and the expansion of genetic engineering technology application (GMO, LMO, etc.) to agriculture and livestock products, agriculture is expanding its boundary to new medicine and energy production through biotechnology application, and production of cultured meat using synthetic biology. The scope should not be limited to only the primary products.

    Performance of Application (H/W), Difficulties in Diffusion and Improvement Direction

    In order to achieve the four issues of agriculture mentioned above, we present the actual condition, performance, technology level and technology development direction, policy direction of the application means (H/W and S/W) based on the 4th Industrial Revolution technology.

    It is necessary to develop and distribute unmanned and autonomous agri-cultural machinery, drones, and robots (H/W) as means to apply the 4th Industrial Revolution technology to agriculture.

    The technology level of the unmanned and autonomous agricultural ma-chinery remains at the level of automatic steering (Level 1), and it is esti-mated that the technology gap with the top technology level country lasts for at least 5 years. If autonomous tractors are used for the production of rice, the production cost can be reduced by 30% compared to the conven-tional farming method. If we turn the weeding operation into unmanned operation, it takes 1 hour per 10a and 16 hours for manpower, which can

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    save labor time dramatically. In order to increase the efficiency of autono-mous farming machinery, it is necessary to improve the farmland base, es-pecially dry-field farming, and to standardize the distance of planting and rearing distances and to standardize the parts of unmanned and autonomous machines.

    Drones are mainly used for sowing and pest control (liquid, fertilizer, ho-mogenizer, smoke). Target crops are various such as rice, field crops, greenhouse horticulture and fruit trees. The core technology of the drone is a control system. Because most of control systems used are Chinese products, it is necessary to develop a control system (S/W). The biggest achievement of agricultural drones is the reduction of pesticide usage and agricultural work time. It is possible to spray 20 liters of aerial pesticide on 20,000 m2, and one person can spray pesticide on about 100,000 m2 per day. Agricultural infrastructure maintenance is required for drones to have maximum efficiency. No other seeds should be sown or sprayed on the fields other than the user's paddy or field, and the development of the drone industry itself is important, but the base of the field should be main-tained at the same time.

    Performance of Application (S/W), Difficulties in Diffusion and Improvement Direction

    It is necessary to develop and distribute S/W such as various environ-ment control, agricultural products trading platforms, web, application, im-age information systems in the production-distribution-consumption sectors as the means to apply the 4th industrial revolution technology to agriculture.

    The complex environment control S/W continuously provides good envi-ronmental condition for growing the crops, so it can be adjusted to improve the productivity, improve the quality, maintain the environment free from pests and diseases. Farming data is collected to increase the utilization of production S/W, but very limited data has been collected yet, and collected data is not analyzed and processed in earnest. In order to develop and spread the S/W technology in the production field, it is necessary to stand-ardize the agricultural production facilities such as construction, internal fa-cilities, and control system from greenhouse design as well as data

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    standardization.The distribution of S/W in the distribution sector is expected to have a

    significant impact on the consumption pattern of agri-food products. On the other hand, the percentage of processed food purchased online was 28.3% five years ago, but it has recently increased by 3.6% p to 31.9%. A new agri-food trading platform is expected to emerge in the distribution sector. Most of the online purchases are made using mobile phones and computers. Among them, mobile phones are highly used, and it is neces-sary to develop and supply S/W that is used for purchase applications and websites, which are the means of applying the fourth industrial revolution technology.

    In the consumption sector, it provides mainly price and standard in-formation when purchasing agricultural products online. In addition, it em-phasizes the necessity of image information. In the case of agricultural products, especially fresh agricultural products, color and shape are differ-ent from general industrial products, and it is difficult to purchase online. It will take time to link health and food and to produce personalized agri-cultural products. For example, consumers do not have a clear preference for offering a customized recommendation information to a consumer using a past history of purchasing information. This is because they have a neg-ative stance on the provision of personal information due to the possibility of its leakage. Consumer's personal information protection and encryption technology should be developed and distributed using the 4th Industrial Revolution Technology.

    Implications of the Fourth Industrial Revolution Policy of Major CountriesOther countries want to combine the fourth industrial revolution technol-

    ogy with agriculture to solve problems of agriculture and rural areas.Under the Horizon 2020, the EU supports international cooperation re-

    search projects. Projects related to the fourth industrial revolution in the ag-ricultural sector are pursuing sustainable agriculture using core technology of the fourth industrial revolution such as ICT, robot, and big data.

    Japan is trying to solve the dangers such as the decrease of agriculture labor force and aging, profitability degradation, new danger such as climate warming, and respond to diversified demand change. The countermeasure

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    is to minimize labor input by robotization and automation, to pursue strate-gic productivity using big data, and to increase efficiency by linking pro-duction, distribution, and sales.

    China faces imbalance structure of production, low quality, and resource constraints. Using the intelligence information technology related to the 4th Industrial Revolution, China tries to solve the problems by optimizing the five elements of labor force, land and natural resources, capital, system, and innovation. Agricultural policies include the smart farming equipment project, the project of connecting the IoT to agriculture and testing in local, the agricultural e-commerce demonstration project, the global agricultural data survey and analysis system construction project, the agricultural in-formation intensification project, and so on.

    The implications from the overseas cases are not the aim of the technol-ogy development itself of the 4th industrial revolution, but the 4th in-dustrial revolution as a means to identify the problems of agriculture and rural areas faced by each country and to promote the resolution of them. It is necessary to seek ways to integrate technology development with agri-culture and rural areas.

    Innovation Strategy for Agriculture in the 4th Industrial Revolution EraThe vision of Korea's agriculture in the Fourth Industrial Revolution era

    is to create new value-added through sustainable growth of agriculture by strengthening industrial fusion and private innovation capacity.

    Strategies are promoting agro-industry ventures and start-ups that have core technological competitiveness. It is necessary to nurture specialized in-vestment companies such as venture capital in the agricultural sector and to activate technology transactions and M&A. It is necessary to create a demand for public projects of new technology and to attract the test bed industry applying new technology. A platform for rapid application of big data and cloud demonstration projects to the agricultural sector is also required. It is necessary to find cooperative models among small and me-dium farming enterprises related to 3D printing such as equip-ment-S/W-materials related to the 4th Industrial Revolution, and to promote related industries through creation of public demand.

    It is necessary to build a platform for sharing data with high usability

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    and reliability in the agricultural sector. There is a need to strengthen link-ages between big data holders at national level. In the United States, a number of start-up companies analyze weather, seeds, and soil data to pro-vide a variety of services for increasing agricultural productivity, reducing costs, and determining harvests. It is necessary to create a business hub such as smart innovation valley, to establish a research facility equipped with sufficient analytical ability to meet user demand, and to expand uti-lization of the IoT for controlled horticulture and big data study to sur-rounding farms. In order to realize smart agriculture through ICT con-vergence, it is essential to construct useful and standardized data.

    The laws, systems and regulations that respond to the agricultural envi-ronment and technological changes should be improved. In the case of the agricultural machinery industry, permission for unmanned agricultural ma-chinery is a key issue. In order to activate farmers' data collection, sharing and utilization, and to create new markets, the privacy laws and regulations should be revised. It is necessary to set up guidelines on the disclosure of the big data of the farmers produced by the diffusion of the IoT and the scope and methods of sharing, and to establish the specialized agencies and norms that guarantee the data reliability and stability.

    We must focus on investments in R & D in smart agriculture that can secure global competitiveness. It is necessary to clarify the main research fields and roles of relevant ministries and to establish a collaborative sys-tem for systematic research in smart agriculture and R & D. In the agricul-tural sector, it is required to build a test bed for ICT convergence equip-ment and facilities, big data, cloud, AI and robots.

    It is necessary to cultivate manpower for technology utilization and dis-tribution including professional R & D personnel. Regarding the man-power, it is necessary to cultivate technological manpower and technology distribution manpower as well as smart agriculture R & D manpower. In the field of agriculture, big data analysts are needed along with experts who develop optimal customized S/W by linking growth and environmental data. Meanwhile, the government plans to cultivate 600 professionals by 2022 through Smart Farm Innovation Valley. It is necessary to enhance the utilization ability of various technologies by providing opportunities to par-ticipate in demonstration tests of participating companies in parallel with

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    big data analysis and HW/SW education as well as item cultivation education. In this way, it is necessary to provide professional workers with a way to start up a company and find a job with technology as well as to establish a business.

    Researchers: Kim Yeanjung, Kang Changyong, Lee Myoungki, Park Jiyun, Park Younggu, Cheu Sungmin

    Research period: 2018. 1. ~ 2018. 12.E-mail address: [email protected]

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    차 례

    제1장 서론

    1. 연구의 필요성 ························································································1

    2. 연구 목적 ·······························································································3

    3. 선행연구 ·································································································4

    4. 연구의 범위 및 방법 ·············································································9

    5. 연구 내용 ·····························································································12

    제2장 4차산업혁명 시대 농업의 미래모습

    1. 4차산업혁명 시대 정의 및 범위 ························································15

    2. 4차산업혁명 시대의 미래 ···································································18

    3. 4차산업혁명 시대 농업의 과제와 미래 ·············································25

    4. 4차산업혁명의 긍정적·부정적 영향 ···················································33

    제3장 미래농업의 중요성과 실현 가능성

    1. 4차산업혁명 시대 우리농업의 미래 이슈 발굴 ································37

    2. 미래농업에 대한 이슈별 중요성과 실현 가능성 분석 ·····················40

    3. 이슈별 적용 수단과 실현 가능성 ······················································48

    4. 4차산업혁명 실현을 위한 과제 ··························································53

    제4장 4차산업혁명 적용수단의 산업현황과 과제

    1. 생산분야 4차산업혁명 적용수단 H/W 산업현황과 과제 ················64

    2. 생산분야 4차산업혁명 적용수단 S/W 이용현황과 과제 ·················74

    3. 유통-소비분야 4차산업혁명 적용수단 H/W·S/W 보유와 활용 ······81

    4. 4차산업혁명 시대 소비패턴 변화와 소비에 미치는 영향 ···············88

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    제5장 국내외 4차산업혁명 관련 농업정책과 연구동향

    1. 국내 4차산업혁명 관련 정책 및 연구 동향 ···································101

    2. 주요국 4차산업혁명 정책 및 연구 동향 ·········································107

    3. 시사점 ·································································································112

    제6장 4차산업혁명 시대의 농업 대응전략

    1. 미래농업의 비전 및 목표 ·································································115

    2. 대응 전략 ···························································································116

    3. 산업환경과 기술변화에 대응하는 법·제도·규제 정비 ···················118

    4. 글로벌 경쟁력 확보 가능한 스마트농업 R&D 집중 투자 ············120

    5. 전문연구개발 인력을 포함하여 기술 활용 및 유통인력 양성 ······122

    제7장 요약 결론 ·······················································································123

    참고문헌 ·····································································································131

  • xxi

    표 차례

    제2장

    4개 분야 28개 이슈와 15개 핵심기술 ································21

    2022년의 변화된 미래 모습 ·················································23

    4차산업혁명의 긍정적·부정적 영향 ·····································35

    제3장

    4차산업혁명 시대 우리농업의 미래 이슈(생산성 및 생산량 증대) ·· 38

    4차산업혁명 시대 우리농업의 미래 이슈(지속가능 농업) ·······39

    4차산업혁명 시대 우리농업의 미래 이슈(신가치 창출) ···········39

    4차산업혁명 시대 우리농업의 미래 이슈(농업의 범위 확대) ··40

    Cronbach’s alpha 계수별 신뢰도 ·········································42

    Cronbach’s alpha 계수 ··························································43

    중요도 및 실현가능 기간 ·····················································43

    세부항목별 중요도 및 실현가능 기간(년) ··························47

    4차산업혁명 적용 수단과 중요성 ········································49

    적용수단별 실현가능 시기 - 하드웨어 ·······························50

    적용수단별 실현가능 시기 - 플랫폼 ···································51

    적용수단별 실현가능 시기 - 응용 프로그램 ······················52

    적용수단별 실현가능 시기 - 바이오공학(BT) ····················52

    농업의 생산성 지표 변화 ·····················································58

    제4장

    미래농업에 적용되는 수단 ····················································63

    무인·자율농기계 기술단계별 국내외 기술수준 ··················65

    온실관리 S/W ········································································75

  • xxii

    노지관리 S/W ········································································76

    식물병충해 예찰 S/W ···························································77

    주요 조사 내용 ······································································81

    농업법인의 PC 보유율 ··························································82

    농업법인의 네트워크 환경 구축률 ······································82

    농업법인의 서버 구축률 ·······················································83

    농업법인의 정보화 장비 보유 수준(수량) ··························84

    농업법인의 정보화 장비 보유 수준(성능) ··························84

    농업법인의 SNS 활용 및 도입 여부 ···································85

    농업법인의 SNS 활용도 ·······················································85

    농업법인의 SNS 활용 및 도입 업무 ···································86

    농업법인의 전자상거래 활용 및 도입 여부 ·······················86

    농업법인의 전자상거래 활용도 ············································87

    농업법인의 전자상거래 활용 종류 ······································87

    4차산업혁명 시대 유통·소비와 연계된 설문 내용 ············88

    구매채널별 신선농산물 및 가공식품 구입 비중 변화 ·······89

    향후 구매채널별 신선농산물 및 가공식품의 구입 비중

    변화 전망 ···············································································90

    스마트 상점에 대한 인식도 ··················································90

    스마트 상점 이용 여부 ·························································91

    온라인 구매 시 가장 자주 사용하는 웹사이트 ··················91

    온라인 구매 시 주로 이용하는 기기 ···································92

    농산물 구입의 80% 이상이 온라인 구매로 전환되는 시기 ·· 92

    향후 농산물 직거래 활성화 전망 ········································93

    온라인 구매 시 화상(이미지) 정보의 필요성 ·····················93

    개인건강 맞춤형 농산물의 일반화 시기 전망 ····················94

  • xxiii

    과거 구매이력 정보를 분석한 소비자 맞춤형 구매 추천

    정보 제공에 관한 소비자 인식도 ········································95

    개인정보 제공 의향 ·······························································95

    배양육 관련 소비자 구입의사 및 향후 시장전망 ··············96

    배양육 시장 성장을 위해 해결되어야 할 문제점 ··············96

    소비자의 4차산업혁명 인식도 분석 결과 ···························97

    제5장

    미래농업 이슈와 관련된 정책 연구개발 분야 ··················105

    EU 차원의 4차산업혁명 관련 주요 국제협력연구 프로젝트

    (EU 펀딩) ·············································································107

    목표 달성을 위한 로드맵 ···················································109

    제6장

    스마트팜 관련 기술수준 평가 결과(2017년) ····················121

  • xxiv

    그림 차례

    제1장

    연구 범위 및 분석 틀 ····························································10

    제2장

    4차산업혁명의 개념 ······························································16

    28개 이슈와 핵심기술의 연관관계 네트워크 ·······················21

    세계 농업의 주요 도전과제에 대한 인식 ····························28

    한국 농업의 주요 도전과제에 대한 인식 ····························33

    각 분야별 인식 비교 ····························································36

    제3장

    중요도와 실현가능성 IFA 분석틀 ········································41

    중요도와 실현가능성 산점도 ················································48

    기술발전에 따른 노동수요 변화 ···········································56

    제4장

    농기계별 기술수준과 부가가치수준 ·····································66

    일본 농기계 개발 동향 ·························································67

    구보다 “Farm Pilot” GPS 농기계 시리즈 ····························67

    CNH사의 무인·자율 트랙터 콘셉트 모델 ····························68

    호주 시드니 대학의 태양광 정밀 제초기 ····························69

    제6장

    미래농업의 목표 및 추진 전략 ··········································115

    제7장

    4차산업혁명 기술 적용 수단(H/W 및 S/W)의 체계도 ······126

  • 1. 연구의 필요성

    4차산업혁명은 디지털 혁명을 기반으로 21세기 시작과 동시에 출현하였

    다(클라우스 슈밥 2016). 제46차 세계경제포럼 연차총회(2016. 1.)의 핵심

    주제는 “4차산업혁명의 이해”였으며 이는 글로벌 위기의 극복 대안으로

    대두되고 있다.

    4차산업혁명을 선도하는 국가로, 미국의 경우 인터넷의 우위성을 최대로

    활용하여 클라우드 서비스를 전면으로 내세우고 첨단제조업 파트너십

    (Advance Manufacture Partnership: AMP) 프로그램을 운영하고 있고(김연

    중·박지연·박영구 2017), 독일은 인더스트리 4.0 시대를 준비하고 있으며,

    일본은 로봇 혁명을 신전략산업으로 육성, 중국은 제조 강국을 실현하기

    위해 중국제조 2025계획1을 수립하였다.

    우리나라도 성장 활력 제고와 미래 대비를 위해 “산업혁신”과 “사회문제

    해결”을 동시에 달성하고자 혁신성장을 위한 사람 중심의 4차산업혁명 대응계획을 발표하였다(2017. 11. 30.). 4차산업혁명과 관련하여 그동안

    1 중국제조 2025는 단순히 첨단산업을 키우는 것이 아니라, 제조 초강대국으로 키운다는 계

    획임. 핵심기술 및 부품·소재를 2020년까지 40%, 2025년까지 70% 자급하려는 계획임(네

    이버 지식백과, https://terms.naver.com/print.nhn?docId=3613436&cid=42107&categoryId=42107:

    2018. 11. 12.).

    서 론 제1장

  • 2 서론

    총론 위주의 접근을 넘어, 정부 각 부처와 4차산업혁명위원회는 협의를

    통해 국민이 체감할 수 있는 성과와 새로운 변화를 창출하기 위한 구체적

    인 청사진을, 다시 말해 산업혁신과 사회적 문제 해결 방안을 제시하고 있

    다. 산업혁신에서 제시한 분야는 의료, 제조, 에너지, 금융물류, 농수산업

    등이 있고, 사회문제 해결 분야로는 시티, 교통, 복지, 환경, 안전, 국방 등

    이 있다.

    농업분야는 노동력 부족, 수급불안, 가축 질병, 식품의 안전성 문제 등을

    해결하고자 한다. 이를 극복하기 위해 인공지능(AI) 기반 스마트팜 고도화,

    생육정보 분석·생산량 예측, 구제역·조류 인플레인자(AI) 예측모델 개발,

    이력제 확대 등을 핵심 목표로 삼고 있다.

    지금까지 농업부문과 4차산업혁명을 연계하여 구체적인 대응방안을 제

    시한 것은 거의 없다. 그러나 김연중·박지연·박영구(2017)는 일부 농업의

    현안 문제인 농업소득 정체, 식량자급률 하락, 농가인구 감소 및 고령화와

    같은 농업-농촌의 현안 문제를 발굴하고 이를 해결하기 위한 방안으로써

    제4차산업혁명 기술 도입을 모색한 연구를 한 바 있다.

    이 연구는 한 단계 진일보한 것으로, 4차산업혁명 시대에 향후 우리농업

    이 나아갈 바람직한 방향과 모습을 선정하고 이를 위해서 우리가 어떤 준

    비를 해야 하는지 사전에 탐색할 필요가 있음을 주지한다.

    특히, 4차산업혁명의 핵심기술인 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 클라우드

    컴퓨팅, 딥러닝, 인공지능(AI) 등의 기술을 융복합하고, 융복합화된 기술을

    최종수요자(end user)인 농가가 이용하기까지의 일련의 과정을 연구할 필

    요가 있다. 또한, 최종 수요자인 농가는 H/W(무인·자율주행농기계, 드론,

    로봇 등)와 각종 S/W(애플리케이션, 환경자동제어기, 경영프로그램, 농식

    품 거래 플랫폼, 화상정보)을 이용하여 소득 창출, 노동력 절감, 경쟁력 강

    화를 할 수 있는 방안을 모색할 필요가 있다.

    4차산업혁명의 최종목표는 “알파고”가 방대한 빅데이터를 분석하고, 인

    공지능, 딥러닝, 머신러닝, 시멘틱 기술을 이용하여 스스로 바둑을 두는 것

    과 같이 기계가 인간의 개입 없이도 스스로 알아서 판단하고 행동하는 것

    이라 할 수 있다. 현재 모든 산업부문에서 4차산업혁명의 최종목표는 아직

  • 서론 3

    달성되지 못했으나, 이런 변화에 적응하려는 움직임은 분명 있다. 이런 변

    화에 적응하느냐, 못하느냐에 따라 결과는 크게 달라질 수 있을 것이다. 농

    업부문도 이런 변화에 적응할 필요가 있다. 이런 차원에서 4차산업혁명 시

    대에 우리농업의 바람직한 미래농업의 방향을 제시하고 이를 지속적으로

    준비하고 해결해 나갈 필요가 있다.

    문제는 4차산업혁명 기술을 농업부문에 적용할 경우 긍정적·부정적 영

    향이 공존할 수 있어 이를 면밀히 살펴보고 사전에 대응책을 마련해야 한

    다는 것이다. 그러나 이 연구에서는 부정적 영향에 대해서는 간단하게 언

    급하고, 추후 과제로 심층적으로 다루기로 한다.

    2. 연구 목적

    이 연구의 목적은 4차산업혁명 시대 농업의 미래 이슈를 탐색하고, 미래

    농업에 부응하기 위한, 4차산업혁명 기술(전후방산업: H/W, S/W)의 농업

    부문에서의 적용 방안을 모색하는 것이며, 이것이 실행되기 위해서 정책,

    관련 법 등이 어떻게 뒷받침해야 하는지를 모색하여 농업의 미래 대응전략

    을 수립하는 것이다.

    세부적으로는 농업의 미래 이슈를 문헌 및 전문가와의 토론 등을 통해

    탐색하고, 이를 달성하기 위해 H/W(무인·자율주행농기계, 드론, 로봇 등)

    와 각종 S/W(애플리케이션, 환경자동제어기, 경영프로그램, 웹사이트 등)

    를 중심으로 이용실태 및 문제점을 파악하고 개선방향을 제시하고자 한다.

    또한, 이를 뒷받침하는 농업 및 농업 관련 산업의 혁신역량 강화를 위한

    정책, R&D, 법, 제도, 교육, 플랫폼, 생태계 조성 방향을 제시함으로써 농

    업의 미래 대응전략을 수립하는 데 기여하고자 한다.

  • 4 서론

    3. 선행연구

    3.1. 4차산업혁명의 미래 관련 연구

    미래창조과학부 미래준비위원회·한국과학기술기획평가원·KAIST(2017)는

    10년 후 우리나라 4차산업혁명 시대의 생산과 소비에 대해 기업, 정부, 사

    회 각각의 관점에서 혁신 방향성을 제시하였다. 4차산업혁명 시대에서는

    생산과 소비가 융합됨을 설명하고, 이 혁명의 동인으로 첫째, 자동화, 데이

    터화 등의 과학기술 발전을, 둘째, 인구구조 변화 및 기후 변화, 자원부족,

    저성장 기조와 세계화 가속 등의 사회·경제적 변화를 들며 이를 다루었다.

    또한 4차산업혁명 시대의 생산과 소비의 혁신사례로는 스마트 카, 협업형

    지능정보 교통체계, 에너지 프로슈머, 스마트 헬스 케어, 개인 간 직거래,

    인공지능 노동자, 식물공장 등이 있으며, 이와 같은 생산·소비 혁신이 이루

    어질 것으로 전망하고 있다.

    미래전략정책연구원(2017)은 미래 인류의 삶이 급격히 변화하는 가운데

    신 기후 체제에 대비해야 함을 지적하였다. 또한 인구절벽이 예상됨에 따

    라 신성장 동력으로서의 4차산업혁명 발전을 강조하였다. 향후 공유경제

    활성화에 따라 전 세계 소비지도가 달라질 것을 명시하였으며 미래 교육과

    유망직업 등을 소개하였다.

    이주량(2017)은 4차산업혁명이 최적화, 생산요소의 회귀, 기술적 난제의

    해결을 통해 대부분의 생산요소가 농업에서 제조업으로 빠르게 이동했던,

    탈(脫) 농업적 면모가 강했던 이전 산업혁명과는 달리, 신(親) 농업적 기술

    혁명이 될 것으로 예상하고 있다. 농산물 생산·유통·소비 분야에 4차산업

    혁명 기술 적용으로 인한 농업의 긍정적 변화상을 제시하고, 이를 실현하

    기 위한 제언을 관련 주체별로 제시하였다. i) 정부는 현 스마트팜 정책 및

    기계화·자동화 정책의 지속적 확대는 물론, 전문 인력 육성, 보조금 지원,

    재정사업 등을 통해 첨단기술의 현장착근을 지원, ii) 농업인은 전통적 방

    식에서 벗어나 첨단 농업기술을 습득하여 새로운 가치를 창출하고 고부가

  • 서론 5

    가치화를 위한 노력이 필요, iii) 국민은 우리농업의 특수성을 바르게 이해

    하고 농업에 대한 올바른 이해가 필요하다고 주장하였다.

    성제훈·이경환(2017)은 4차산업혁명이 농업에 어떤 변화를 줄 수 있을지

    를 예측하고, 그에 따라 과학기술 분야에서 어떤 준비를 해야 하는지를 제

    시하였다. 4차산업혁명은 생산 중심의 농업에서 문화·복지·치유 등 다양한

    분야로 농업의 범위를 넓혀 나갈 것이며, 게임·여가 등과 결합한 문화농업,

    고령화 시대에 사회적 배려 차원의 복지농업, 석유자원의 한계에 따른 농

    산물의 산업 소재화 같은 소재농업, 농식물과 함께 농업활동을 통한 치유

    농업으로 발전 가능할 것으로 예측하였다. 또한 생산·유통·소비 분야에서

    의 예상되는 변화를 제시하고, 4차산업혁명으로 인한 변화에 대비하기 위

    하여 4차산업혁명이 농업생태계에 미칠 영향 및 데이터 분석·관리, 농산업

    인프라 구축의 필요성을 주장하였다.

    3.2. 4차산업혁명 관련 후방산업(H/W)에 관한 연구

    농업기술실용화재단(2012)은 농업로봇 관련 산업동향보고서를 통해 농

    업로봇의 특허 및 세부 기술별 동향을 분석하였다. 또한 농업로봇의 실태

    조사를 통해 농업로봇 기업체 운영과 생산 및 유통 실태를 파악하였다. 이

    를 통해 농업로봇의 국내 시장규모를 추정하였으며 해외 농업로봇의 시장

    현황도 제시하였다.

    박찬훈(2014)은 산업용 로봇의 발전방향을 단순반복로봇 → 조립로봇

    → 인간협조로봇 → 완전무인화 로봇으로, 단계별로 정리하고 이에 따른

    수요변화도 제시하였다. 또한 농업부문에의 산업용 로봇 적용 가능성을 모

    색하였다.

    이충근·홍영기(2017)는 일본의 농업로봇 관련 현황 및 정책을 소개하고,

    특히 일본에서 추진되고 있는 차량계 농작업 로봇(트랙터 로봇, 이앙 로봇,

    콤바인 로봇 등)을 중심으로 개발 동향을 조사하였으며, 트랙터 로봇과 콤

    바인 로봇의 경제성 분석을 통하여 경영 면적이 넓을수록 무인-유인협조시

  • 6 서론

    스템 도입(농작업 로봇 투입)으로 인한 수익증가분이 커지는 것을 증명하

    였다. 이충근·홍영기(2017)는 일본 농작업 로봇의 현황 분석을 통해 국내

    에서 농작업 로봇이 현장에 보급되기 위한 선결과제를 다음과 같이 도출하

    고 있다. i) 부품표준화와 보급기종 저렴화, ii) GPS 신호를 제공할 지역별

    기지국 설치, iii) 포장에서의 돌발 상황 및 안전성 확보를 위한 추가 연구

    의 필요성을 주장했다.

    조찬휘·서용성·이호준(2016)은 국내외 농업로봇 기술 및 시장 동향을 분

    석하고, 농업로봇 관련 국가사업 및 지역 정책 분석을 제시하였다. 특히 웨

    어러블(wearable) 산업화 및 농업로봇 운용인력 양성의 필요성을 주장하며

    기계화 비율이 낮은 노지, 밭작물 및 과수 분야의 적용 가능성을 높게 평

    가하였다.

    김성환·이건희·유기호(2016)는 드론을 이용한 농업분야에 대하여 다양

    한 국내외 연구 개발 사례를 소개하고, 기술이슈 및 해결과제를 언급하였

    다. 또한 농업현장에서 드론이 실용화되기 위해서는 경지 정리, 구획 정리

    등이 이루어져야 한다고 주장하였으며, 드론이 보급·확대되기 위해서는 장

    애물 회피기술, 강건한 제어 및 효율적 운용기술이 필요하다고 주장하였

    다. 그런가 하면 멀티콥터(Multi-copter)를 포함하여 무인기의 체공시간 연

    장 및 장기체공 기술개발도 강조하였으며, 통신기술 개발의 중요성도 제시

    하였다.

    최원우·이준구(2016)는 드론의 농업분야 활용 가능성을 제시하였다. 드

    론이 농업분야 사업지구 선정, 등고선 작성, 경지정리사업, 구조물 배치계

    획, 용배수로 노선 선정 등 농업생산기반정비사업의 조사와 설계 분야에

    종합적인 측장(測長)자료로 활용할 수 있음을 강조하였고, 드론의 소프트

    웨어 및 하드웨어적 기술의 매우 빠른 발전 속도에 대한 언급도 잊지 않

    았다. 또한 사용자의 니즈가 무엇보다 중요하다는 사실을 강조하기도 하

    였다.

    김지연(2016)은 ICT 융복합 영농기기 산업이 새로운 수익원이자 미래시

    장의 기회임을 강조하였다. 이는 스마트팜의 진전이 그 바탕이 되며 스마

    트팜 관련 가치 사슬의 확대가 부가가치 창출에 크게 기여할 수 있음을 지

  • 서론 7

    적한 것이다. 그러나 미래 시장으로 확대 가능성이 있음에도 불구하고, 국

    내 시장 규모가 작고 정부지원에 의존하고 있어 단기적으로 성장하는 데는

    한계가 있다고 판단하였다.

    최규홍 외(2016)는 일본 농업기계 및 농업로봇의 연구를 통해 일본농업

    이 지향하는 농업기계의 기술을 소개하고, 트랙터로봇, 이앙로봇, 시비로

    봇, 콤바인로봇 등의 자율주행 제고 방안과 관련한 기술 동향과 연구개발

    방향을 제시하였다. 특히 농기계를 분산 포장형과 대규모 농장형으로 구

    분하여 각 로봇기계의 주행과 조향제어 등에 대한 연구개발 동향을 소개

    하였다.

    3.3. 4차산업혁명 관련 시스템 및 표준화 관련 연구(S/W)

    한국전자통신연구원(2015)은 스마트농업이 농산물의 생산뿐 아니라 유

    통, 판매, 소비에 이르는 전주기를 보다 스마트하게 진화시킬 수 있는 기술

    임을 인지하고 이에 대한 표준기술 개발과 표준화의 필요성을 역설하였다.

    특히 농업 정보통신기술(ICT) 융합 분야의 핵심부분인, 농기계 등 시설산

    업의 국내시장 규모와 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network: WSN)

    관련 시장을 추정하면서 관련 시장이 비약적으로 확대될 것으로 전망하였

    다. 그러나 우리나라 스마트농업 관련 기기의 표준화 실태가 매우 미흡함

    을 지적하며 이는 농가보급 확산에 악영향을 준다고 강조하였다.

    서종성 외(2008)는 센서와 CCTV 카메라를 이용하여 온실 내 기상환경

    변화 및 토양의 특성을 수집하고, 실시간 온실 모니터링 및 제어가 가능한

    유비쿼터스 기반 온실시스템을 연구하였다.

    유남현 외(2009)는 농업분야 이외의 군사·의료·물류 분야 등에서 다양하

    게 응용되고 있는 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network:

    USN) 기술을 농업분야에 적용하는 방안을 마련하였다. 특히 생산 부문에

    멈추지 않고 가공 및 유통, 판매 분야까지 활용할 수 있는 통합시스템을

    연구하였다.

  • 8 서론

    또한, 구한승·민재홍·박주영(2015)은 스마트농업을 생산뿐만 아니라, 저

    장, 유통, 판매, 소비에 이르는 전주기를 보다 스마트하게 진화시킬 수 있

    는 기술로 정의하고, 각 경제 주체 간 상생이 가능한 생태계를 구축하기

    위해서는 생산·유통·판매·소비 전주기에 표준기술이 적용될 수 있는 기술

    개발이 필요하다고 강조하였다. 국내 표준화 동향으로는 2010년부터 한국

    전자통신연구원 등 10개 기관이 참여하여 개발한 온실관제시스템 요구사

    항 프로파일 표준 등이 국내 표준으로 채택되었음을 제시하였다.

    3.4. 4차산업혁명 기술을 적용한 스마트팜 성과 및 평가 관련 연구

    김연중·박지연·박영구(2016)는 정보통신기술이 접목된 스마트팜의 보급

    실태를 분야별(시설원예, 축산, 과수, 노지작물)로 파악하고 보급된 스마트

    팜의 운영성과, 성공, 실패요인을 분석하여 스마트팜의 보급 확대 방안을

    도출하였다. 또한 스마트팜의 분야별 기술수준을 선진국과 비교 분석하여

    중장기적으로 기술개발방향을 설정하였으며, 외국의 스마트팜 정책 및 적

    용사례를 제시하여 시사점을 도출하였다. 이는 농림축산식품부와 협조 하

    에 스마트팜 도입 농가에 대한 전수에 가까운 조사를 실시하여 보급 실태

    를 분석하고 스마트팜 시스템의 경제성을 분석한 최초의 연구라고 할 수

    있다.

    김연중·박지연·박영구(2017)는 농업의 생산(시설원예, 축산, 노지)·유통·

    소비 부문의 현안 문제를 발굴하고, 도출된 여러 문제들, 단위면적당 생산

    량 정체, 노동력 부족, 인건비 문제, 광열비, 품질, 수급문제 등을 4차산업

    혁명 기술 적용을 통하여 해결하고자 하였다.

    서울대학교(2015)에서는 농가의 생산성 분석을 위한 평가지표 개발과

    현장 면접조사를 실시하여 실제 스마트팜 농가의 생산성을 분석하였다. ICT

    시설을 도입한 시설원예, 과수, 축산농가 중 표본 농가를 선정하여 생산성

    을 분석하였으며 생산성이 높은 스마트팜 농가의 경영 사례를 발굴하였다.

  • 서론 9

    3.5. 선행연구와의 차별성

    4차산업혁명이라는 용어는 2016년 1월 다보스 포럼에서 처음 논의되었

    다. 그만큼 농업부문의 4차산업혁명 대응 연구가 적었고, 그간의 연구가

    총론 위주였다면 본 연구는 농가가 체감할 수 있는 성과와 새로운 변화를

    창출하기 위한 구체적인 청사진을 제시한다는 데 차별성이 있다.

    스마트농업에 대한 연구가 대부분 생산 부문에 국한되어 있고, 최근에는

    생산·유통·소비 부문까지 확대한 연구가 일부 있으나, 전후방 산업까지 고

    려한 연구는 거의 없는 실정이다.

    본 연구는 4차산업혁명 시대의 농업뿐만 아니라 농촌부문까지 포함하고

    있다. 1차년도(2018년)에는 생산·유통·소비·전후방산업 등 농업부문을 중

    심으로 다루었다면, 2차년도(2019년)에는 농촌부문을 다루고자 한다.

    1차년도(2018년)에는 4차산업혁명 시대 농업의 미래 이슈를 탐색하고,

    미래 이슈에 부응하기 위한 4차산업혁명 기술(H/W 및 S/W에 초점을 둔)

    의 적용방안 모색을 목표로 하며, 이것이 실행되기 위해서 정책·법·제도

    등이 어떻게 뒷받침해야 하는지를 살펴볼 것이다.

    4. 연구의 범위 및 방법

    4.1. 연구 범위

    연구 범위로는 기술 분야에서는 농업부문의 생산·유통·소비·전후방 산업

    에 적용되는 H/W(무인·자율농기계, 드론, 로봇 등)와 각종 운영프로그램

    S/W(애플리케이션, 스마트 앱)로 한정하였다.

    정책분야로는 농업 및 농업 관련 산업의 혁신역량 강화를 위한, 4차산업

    혁명 관련 정책, R&D, 법, 제도, 교육, 플랫폼, 생태계 조성방안 등을 범위로

    한다.

  • 10 서론

    본 연구는 연구 대상을 품목별(수도작, 시설원예, 노지 작물 등)·단계별

    (생산, 유통, 소비, 전후방 산업)·적용 기술별(H/W, S/W)로 구분하지 않았

    다. 이유는 현재 농업부문의 경우 4차산업혁명 기술 도입 및 적용이 초기

    단계로 농가 사례가 거의 없기 때문이다.

    연구 범위 및 분석 틀

    자료: 저자 작성.

  • 서론 11

    4.2. 연구방법

    연구 수행을 위해 문헌조사, 정책자료, 선행연구 자료를 수집·분석하였

    고, 농가 조사, 소비자 조사, 전문가 조사, H/W(드론, 로봇, 자율주행농기

    계)·S/W(스마트 앱, 애플리케이션) 개발 업체를 조사하였으며, 해외출장,

    전문가 세미나를 실시하였고, 과학기술정책연구원(STEPI)과 협동으로 연

    구를 수행하였다.

    연구진들은 문헌 및 선행연구 자료를 통해 부처별 4차산업혁명 정책과

    농림축산식품부의 2018∼2022 농업·농촌 및 식품산업 발전계획, 제2차 농림식품과학기술육성 종합계획, 스마트팜 다부처 패키지 혁신기술개발 사업 기획보고서 및 4차산업혁명위원회의 보도자료, 이외에도 각종 보고서들을 발굴하였으며, 이와 더불어 여러 4차산업혁명 관련 농업·농촌 이슈

    등을 수집·활용함으로써 “4차산업혁명 시대 농업의 미래 이슈”를 도출해

    내었다.

    농가 조사의 경우, 4차산업혁명 기술을 이용하는 농가는 거의 없는 현황

    이고 스마트팜 농가는 극히 일부일 다름이지만, 이들 몇 농가에 대해서도

    방문 조사를 실시하였다. 또한, 농림수산식품교육문화정보원에서 발간한,

    3,052개의 농업법인을 표본으로 한 2017년 농업법인 정보화 수준 및 활용도 조사를 일부 요약, 정리하였다. 소비자 조사는 우리 연구원 소비자패널 201명을 대상으로 이메일 조사

    를 실시하였다. 조사 내용은 4차산업혁명이 농식품 소비의 현재와 미래에

    미치는 영향, 소비자의 구매패턴 변화, 스마트 상점에 대한 인식도, 향후

    농식품 구입 플랫폼, SNS 활용 구입 의향, 온라인 구매 의향 등이었으며

    조사결과를 분석하였다. 또한 소비자 조사결과를 이용하여 4차산업혁명이

    농식품 소비에 어떠한 영향을 미치는가에 대한 소비자의 인식도를 프로빗

    모형(Ordered Probit)을 이용하여 분석하였다.

    전문가 조사는 4차산업혁명과 관련된다고 생각되는 분야별 전문가 52명

    을 대상으로 미래농업에 대한 중요성, 적용 기술의 실현 가능 기간 등을 조

    사하였다. 이를 이용하여 구체적인 상품 및 서비스가 존재하는 만족도를 평

  • 12 서론

    가하는 IPA와 달리, 실현가능 시기를 평가 요소로 반영한 IFA(Importance

    -Feasibility Analysis) 분석을 실시하였다. 연구자가 H/W(자율·주행농기계,

    드론, 로봇) 개발 보급업체와 S/W(웹, 애플리케이션) 개발 보급업체를 조

    사하였으며, 주로 기술수준, 기술개발방향, 보급·확대의 문제점 등을 조사,

    분석하였다. 또한 일본, 중국, 네덜란드 출장에서 현재 각국의 스마트팜 운

    영실태, 기술수준 및 기술개발방향, 정책 등을 파악했다.

    과학기술정책연구원과의 협동연구에서는 4차산업혁명 시대 농업의 혁신

    성장을 위한 스마트농업 구현의 유망 영역으로서 농기계 분야(무인·자율)

    에 주목하여 선진 혁신동향과 특징, 주요 중점 대응 이슈를 탐색하였다. 또

    한 우리나라 농기계 분야(무인·자율) 관련 정책(공공)과 산업(민간) 측면의

    현재 위치(중점 대응 이슈 관련), 향후 발전 전략을 검토하여, 해당 분야를

    중심으로 한 4차산업혁명 대응 농업 혁신성장의 가능성을 진단하였으며,

    농기계 분야(무인·자율) 중점 대응 이슈를 중심으로 우리나라 농업분야의

    4차산업혁명 대응 및 개선 포인트, 정책 대안을 제시하고자 하였다.

    5. 연구 내용

    이 연구는 2년에 걸쳐 수행하고 있다. 1년차(2018년)에는 농업분야를 다

    루고, 2년차(2019년)에는 농촌분야를 다룰 예정이며, 연구 2년차의 가목차

    역시 제시하였다. 1차년도 농업분야 주요 내용은 4차산업혁명 시대 농업의

    미래 이슈를 찾고 이를 달성하기 위한 전후방산업의 현황과 과제, 또 주요국

    의 정책과 시사점, 4차산업혁명 시대 농업의 대응전략 수립 등이다.

    제1장 서론에 이어 제2장에서는 4차산업혁명 시대에 다가올 미래농업을

    구상하였다. 먼저 4차산업혁명 시대의 글로벌 미래 이슈 등을 다루었고,

    다음으로 글로벌 농업의 과제와 우리나라 농업의 과제를 다루었으며, 4차

    산업혁명 기술 도입에 의한 긍정적·부정적 요인을 기업, 산업, 노동, 소비,

    소득, 삶의 질, 재정적인 측면으로 나누어 글로벌하게 분석하였다.

  • 서론 13

    제3장에서는 제2장에서 다룬 우리나라 농업의 과제에 대해 자세하게 분

    석하였다. 우선 제2장에서 제시한 우리농업의 과제를 중심으로 바람직한

    미래 이슈를 도출하고 미래 이슈에 대한 전문가 조사를 통해 중요성, 실현

    가능성, 적용수단과 적용 가능 연도를 분석하였으며, 농업부문에서의 4차

    산업혁명 기술 도입으로 긍정적 요인과 부정적 요인이 있을 수 있음을 시

    사한 뒤 부정적 요인에 대해서 간략하게 기술하였다.

    제4장에서는 제3장에서 다룬, 농업의 미래를 실현하기 위한 적용 수단을

    H/W와 S/W로 구분하여 각각 생산·유통·소비 분야에 적용해 보았다. 생산

    부문에 적용된 H/W는 자율주행농기계, 드론, 로봇 등이다. S/W는 복합환경

    제어시스템, 양액 관리, 생육환경모니터링, 병해충 예찰 프로그램 등으로,

    H/W와 마찬가지로 생산 부문에 적용된 것을 다루었다. 또한, 유통·소비 분

    야의 S/W는 SNS, 구매 관련 웹, 애플리케이션 등을 다루었다.

    제5장에서는 4차산업혁명과 관련 국내외 정책과 시사점을 도출하고, 제6

    장에서는 4차산업혁명 시대 미래농업의 비전 및 목표를 설정하고, 이를 달

    성하기 위한 대응전략을 수립하였다.

  • 14 서론

    ○ 4차산업혁명과 스마트농촌

    - 4차산업혁명과 스마트농촌과의 연계

    - 4차산업혁명에 대한 농촌 주민의 인지도

    - 스마트농촌에 4차산업혁명 적용 가능분야 도출

    ○ 농촌의 현안 해결을 위한 스마트농촌의 역할

    - 농촌의 현안 문제 탐색 예) 교육, 복지, 환경, 문화·여가, 교통 등

    - 우리 농촌의 변화 전망과 스마트농촌의 역할

    ○ 국내외 4차산업혁명 농촌 적용실태

    - 국내외 분야별 적용실태

    ∙ 교육, 복지, 생활환경, 문화·여가, 교통 등 - 국내외 분야별 적용기술 및 기술 수준

    ∙ 농촌의 인프라(IaaS), 플랫폼(PaaS), 소프트웨어(SaaS) 적용 수준 ∙ 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅, 인공지능(AI), 로봇, 드론 등 기술 수준 및 기술

    개발방향

    ○ 국내외 스마트농촌 관련 정책 동향과 시사점

    - 스마트농촌의 목표

    - 농업 현장지원 핵심 과제

    - 스마트농촌의 보급 활성화 핵심 과제

    - 스마트농촌의 인프라 구축 핵심 과제

    - 스마트농촌 확산을 위한 거버넌스 체계 핵심 과제

    ○ 농촌의 미래성장을 위한 4차산업혁명 대응 전략

    - 농촌의 중장기 비전 및 목표

    - 실천방향

    - 대응 전략

    자료: 저자 작성.

  • 1. 4차산업혁명 시대 정의 및 범위

    1차산업혁명은 증기기관의 발명으로 생산과정이 기계화되어 농업의 산업

    화와 인간의 정주화를 이루게 한 혁명이다. 이후 2차산업혁명은 전기 에너

    지의 발명으로 공업의 산업화와 대량생산체제를 이루었으며 3차산업혁명은

    ICT를 통한 디지털화 정보혁명, 즉 인간의 두뇌 노동을 대체하는 혁명이라

    할 수 있다.

    4차산업혁명에 대한 정의는 여러 가지가 있겠으나 초연결(hyper-

    connectivity), 빅데이터, 인공지능 등 디지털로 촉발되는 지능화 혁명으로

    산업뿐만 아니라 국가시스템, 사회, 삶 전반의 혁신적 변화를 유발하는 것

    이라 할 수 있다.2 다시 말해 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 클라우드 컴퓨

    팅, 빅데이터, 모바일 등 지능정보기술이 기존 산업과 서비스에 융합되거나

    3D 프린팅, 로봇공학, 생명공학, 나노기술 등 여러 분야의 신기술과 결합되

    어 모든 제품·서비스를 네트워크로 연결하고 사물을 지능화하는 혁명이라

    할 수 있다.

    4차산업혁명은 초연결, 초지능(superintelligence), 초예측(superforecast)을

    특징으로 하기 때문에 기존 산업혁명에 비해 더 넓은 범위(scope)에 더 빠른

    속도(velocity)로 영향(impact)을 끼친다. 4차산업혁명은 컴퓨터, 인터넷으로

    2 장병규(2018)를 참조함.

    4차산업혁명 시대 농업의 미래모습 제2장

  • 16 4차산업혁명 시대 농업의 미래모습

    대표되는 제3차 아날로그 혁명(정보 혁명)에서 한 단계 더 진화한 디지털

    혁명으로도 일컬어진다.3

    4차산업혁명은 IBCA의 대합창이라고 정의하기도 한다. IBCA는 사물인

    터넷(IoT: Internet of Thing), 빅데이터(Big Data), CPS(Cyber Physical

    System), 인공지능(Artificial Intelligence)의 머리글자를 따온 것이다. 머지

    않아 세상 삼라만상이 인터넷으로 초연결되고(IoT-IoE), 여기서 방대한 데

    이터(Big Data)를 기반으로 사이버 시스템과 물리적 시스템이 정교하게 연

    동되는 복합시스템(Cyber Physical System)으로 재편되며, 인공지능(AI)을

    만나면서 최적 상태로 자동 제어되는 새로운 차원의 진화이다.4

    4차산업혁명의 개념

    자료: 장병규(2018)를 참조함.

    3 네이버 IT 용어사전(http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3548884&cid=42346&

    categoryId=42346: 2017. 10. 20.).4 하원규·최남희(2015)를 참조함.

  • 4차산업혁명 시대 농업의 미래모습 17

    3차산업혁명과 4차산업혁명의 차이는 사람의 개입이 어느 정도인가로 정

    의할 수 있다. 김연중·박지연·박영구(2017)는 3차산업혁명은 수집된 데이터

    를 이용하여 인간이 모델화하고, 인간에 의해 개발된 모델에 의해 작업을

    자동화하는 것이라면 4차산업혁명은 IoT 등으로 데이터를 수집하여 수집된

    빅데이터를 인공지능으로 분석, 분석된 정보를 클라우드 시스템에 탑재하

    여 클라우드에서 로봇, 드론, 자율주행 농기계가 정보를 받아 자동으로 작

    업을 하게 하는 것이라 밝혔다.

    4차산업혁명에서 다루는 범위는 물리적 기술, 디지털 기술 그리고 생물학

    기술까지 포함된다. 혹자는 물리적 기술과 디지털 기술까지 다루고 있다고

    하지만, 농업이 4차산업혁명 기술 도입으로 한 단계 도약하기 위해서는 생

    물학 기술까지 포함되어야 한다. 특히 농업부문에서 종자개발 및 GMO 등

    에 생물학 기술을 적용하면 농업의 부가가치를 높이는 데 핵심적 역할을 할

    것으로 본다(김연중·박지연·박영구 2017).

    물리적 기술을 농업부문에 적용한 사례는 데이터 분석 능력을 장착한 드

    론, 로봇, 자율주행 농기계 등이 있다.5 예를 들면, 수집한 데이터를 분석하

    여 농용 드론이 물과 비료 등을 보다 정밀하고 효율적으로 살포하고, 농업

    용 로봇을 이용하여 작물을 수확하거나 젖소로부터 착유를 하는 것이 이에

    해당된다. 뿐만 아니라 자율주행 농기계를 이용하여 파종 및 수확 작업 등

    을 수행하는 것도 해당된다. 센서의 발달로 로봇은 주변 환경을 잘 이해하

    고 그에 맞춰 많은 분야에서 이용될 것이다. 과거에는 수집된 자료를 인간

    이 분석하고 분석된 결과를 기계에 전달하여 농 작업을 수행하였다. 차세대

    로봇은 “인간과 기계가 협업”할 수 있도록 개발될 것이다.6 물론 인간과 기

    계의 관계에서 발생할 수 있는 윤리적, 심리적 문제에 대한 대응으로 관련

    법·제도 등이 뒷받침되어야 할 것이다.

    디지털 기술은 4차산업혁명 기술로 물건과 물건, 물건과 인간, 인간과 인간

    을 연결하는 기술이다. 디지털 기술로는 ‘사물인터넷(IoT)’과 ‘만물인터넷(IoE)’

    5 본 문장은 김연중·박지연·박영구(2017)를 참조함.6 클라우스 슈밥(2016)을 참조함.

  • 18 4차산업혁명 시대 농업의 미래모습

    등이 있다(김연중·박지연·박영구 2017). 이는 상호 연결된 기술과 다양한 플

    랫폼을 기반으로 한 사물과 인간의 관계를 설명하고 있다. 사물인터넷이 광

    범위하게 활용되고 있는 분야는 원격 모니터링 기술이다. 어떤 기업은 자동차,

    컨테이너에 센서나 송신기 혹은 전자태그(R